摘要:針對(duì) 靶式流量計(ji) 和 渦街式流(liu)量計 在測量(liang)硬水流量的(de)過程中經常(cháng)出現測量值(zhi)不準确的現(xiàn)象進行研究(jiu)。根據硬水在(zai)流動過程中(zhōng)結垢的特👌點(dian),從流量計 的(de)取壓方式和(hé)測量方式兩(liǎng)方面進行綜(zong)合分析,查找(zhǎo)問題⛱️出💃🏻現的(de)原因,通過分(fèn)析讨論最終(zhōng)選擇了彎管(guǎn)式㊙️取壓🏃🏻‍♂️方式(shì),采用㊙️了彎管(guǎn)流量計。在生(shēng)産過程中,彎(wān)管流量計有(yǒu)效地解決了(le)靶式流量計(ji)和渦街式流(liu)量計在測量(liang)硬水流量過(guò)程中出現的(de)問題。
　　流量計(ji)廣泛應用于(yu)石油化工生(shēng)産中，貫穿于(yú)全過程📱中😄,任(ren)何一個環節(jie)都離不開流(liu)量計量。流量(liang)計測量不準(zhun)确影響各個(gè)🔱生産環節的(de)産品質量,嚴(yán)重的還會發(fa)生生産安全(quan)事故。流量計(jì)測量💞的是否(fǒu)準确與流量(liang)計的測量方(fāng)式和被測介(jie)質的特點有(you)很大㊙️的關系(xì)。電脫鹽一級(ji)注水流量計(jì)測量範圍爲(wei)0~5T/h。使用☔介質爲(wei)生産循環水(shuǐ)，水的溫度在(zai)60~80℃,硬度8~13,屬于硬(ying)水。由于生産(chan)循💛環水,水質(zhi)差,硬度大,在(zài)生産過程中(zhōng)易結垢。在采(cǎi)用靶式流量(liang)計時，經常出(chū)現測量值不(bu)準确和不變(biàn)化的問題，需(xu)要經常維♻️修(xiu)，清理靶片和(hé)靶杆上的水(shui)垢。後來對改(gai)變了測量方(fāng)式,在采用渦(wō)街流🔞量計時(shí),經常出現測(cè)量值📐波動大(dà)和回零問題(tí)，需要每周維(wéi)修多次。根據(ju)在生産中出(chū)🔞現的問題,結(jie)合硬水特點(diǎn)和流量計的(de)測量方式和(he)取壓方式進(jin)行一一分析(xī)和讨論💰。
靶式(shi)流量計
1.1現象(xiang)
　　在生産測量(liàng)過程中,采用(yong)了靶式流量(liang)計。工藝反映(ying)其測量值❓不(bú)準确,出現偏(pian)高或偏低以(yǐ)及不動彈的(de)現象。對的電(dian)路模塊、FIV1101的開(kāi)度和泵的出(chu)口壓力進行(háng)檢查,均屬正(zheng)常👉。拆卸,發現(xiàn)靶片和反饋(kui)杆上,結有一(yī)層水垢,并且(qie)反饋杆的彈(dan)性較差。這些(xie)水垢對靶式(shi)流量計有那(nà)些影響呢?首(shǒu)先看其測量(liàng)原理和結構(gou)，
1.2測量原理和(hé)結構
　　當介質(zhì)在測量管道(dao)中流動時,因(yīn)其自身的動(dòng)能通過阻流(liú)元件🔴(靶片和(hé)杠杆3)時而産(chǎn)生的壓差,并(bìng)對阻🏃🏻流元件(jiàn)有一作用力(lì)F1如圖1所示凹(āo)，其作用力的(de)大小與介質(zhi)流速的平方(fāng)成正比,其數(shu)學公式表達(dá)如下:

　　式中:F1爲(wei)阻流元件所(suǒ)受的作用力(lì)(Kg);Cj爲物體阻力(lì).系數;A爲阻流(liú)元件的軸向(xiang)投影面積(mm2);p爲(wèi)工況下介質(zhi).密度(Kg/m3);V爲介質(zhì)在測量管中(zhōng)🤞的平均流速(su)(m/s)。
　　阻流件(靶片(pian))接受的作用(yòng)力F作用在杠(gang)杆3(反饋杆)上(shàng),杠杆3在F的😍作(zuo)用下,以軸封(feng)膜片爲支點(diǎn)(軸封膜片一(yī)方面作爲杠(gàng)杆的支點,另(lìng)🤞一方面起密(mì)封作用)将力(lì)F1傳給副杆1,形(xing)成力F2副杆🌈1的(de)另一🔴端與電(dian)容力傳感器(qì)‼️相連,電容力(li)傳感器把副(fu)杆1傳遞的力(lì)F2轉💘換成毫伏(fú)💯電壓信号輸(shu)出:

　　式中:U爲電(dian)容力傳感器(qì)輸出的電壓(ya)(mV);K爲比例常數(shù);F爲阻流元❌件(jiàn)㊙️(靶片)所受的(de)作用力(Kg)。
　　由此(cǐ),電壓信号經(jīng)前置放大、A/D轉(zhuan)換、微處理器(qi)、D/A轉換器等電(dian)路,輸出☁️4~20mA開方(fang)電流模拟信(xin)号及HART數字信(xin)号,即可得到(dao)相應的瞬時(shí)流量和累積(ji)總量。

1.3分析故(gù)障産生的原(yuán)因
1)當水垢結(jié)在靶片上,使(shi)靶片面積A增(zēng)加,由公式(1)可(ke)知，作用🤩在靶(ba)💘片上的沖量(liang)也随之增加(jiā)。在杠杆1和杠(gang)杆♊3的傳遞下(xià),作用在電📧容(rong)力傳感器上(shang)的力F2增加,由(you)公🌈式(2)可知,電(dian)容力傳感器(qì)輸出的電壓(yā)信号增加,造(zào)成🐇測量值比(bǐ)真實.值偏高(gao)。
2)當水垢結在(zai)杠杆3上,使杠(gang)杆3的直徑增(zēng)加,造成杠杆(gan)3與軸封膜片(piàn)🔞之間産生應(ying)力F3。F經過杠杆(gǎn)1傳遞給電容(róng).力傳感器上(shàng),因此,F=F1+F3。随着F的(de)方向變化,造(zao)成F2增大或減(jian)小，使電容力(lì)傳感器輸🆚出(chū)的電壓信号(hao)增大或減小(xiao),導緻測量值(zhí)比真實🔴值偏(piān)高或偏低。
3)随(suí)着水垢結在(zai)杠杆3上的厚(hòu)度達到一定(ding)程度後,使杠(gàng)杆3與軸封🚶膜(mó)片之間包死(sǐ),杠杆3失去了(le)彈性,軸封膜(mó)片失去🐪了支(zhī)⭕點作⛱️用,F的大(da)小已不能通(tōng)過杠杆1和3傳(chuán)遞給電容.力(lì)傳感器,而F2的(de)大💔小保持不(bú)變,因此,電容(rong)力傳感器輸(shū)出的電壓信(xin)号不變,造成(chéng)✉️測量值不❄️動(dong)彈的假現🏃🏻象(xiàng)。
2渦街流量計(ji)
2.1現象
　　在采用(yòng)靶式流量計(ji)測量硬水流(liu)量的過程中(zhōng),因硬水結垢(gou)影響了力的(de)傳遞,導緻測(ce)量不正确,所(suǒ)以需要改變(bian)流❓量計的測(ce)量方⚽式,選擇(zé)了測量流體(ti)頻率🌐的流量(liàng)♊計一渦街流(liu)量計。采用❗了(le)渦街✉️式流量(liang)計,在投入使(shǐ)用的一個月(yue)内,其運行穩(wen)定,反映靈敏(mǐn),測量正确。随(suí)後，出現測量(liang)指示值不正(zheng)确,閃動頻率(lǜ)大,并且跳動(dong)的指示植越(yuè)來越小，直至(zhì)爲零。檢查電(diàn)路模塊、FIV1101的開(kāi)度和泵的出(chū)口壓力，均屬(shu)正常。推測的(de)傳感器出現(xian)了問題，拆卸(xiè)🌏,發現滞流元(yuan)件上結有一(yi)層水垢,滞流(liú)元件與底座(zuò)之👣間包死。
2.2測(cè)量原理和結(jié)構
　　渦街流量(liàng)計是應用流(liú)體振蕩原理(li)來測量流量(liang)的流體🌈在管(guǎn)道中經過渦(wō)街流量變送(sòng)器時,在三角(jiǎo)柱的旋渦發(fā)生體後上下(xia)交替産生正(zhèng)比于流速的(de)兩列旋渦,如(rú)圖2所示囚，旋(xuan)♍渦的釋放頻(pín)率與流過旋(xuan)渦發生體的(de)流體平均🚩速(sù)度及旋渦發(fā)生體🛀🏻特征寬(kuān)度有關,可用(yòng)數🛀學公式四(sì)表示:

　　式中:爲(wei)旋渦的釋放(fang)頻率(Hz);爲流過(guo)旋渦發生體(ti)的.流體平均(jun1)速🌍度(m/s);d爲旋渦(wo)發生體特征(zhēng)寬度(m);S,爲斯特(te)羅哈數,無💋量(liang)綱,它的數值(zhi)☎️範圍爲0.14~0.27。S,是雷(léi)諾數的函數(shu),s1=(IRe)。
　　當雷諾數R。在(zài)102~105範圍内,S,值約(yue)爲0.2，因此,在測(cè)量中,要盡量(liang)♉滿足流體的(de)雷諾數在102~105,旋(xuán)渦頻率=0.2V/d。
　　由此(ci)可知,通過測(ce)量旋渦頻率(lü)就可以計算(suàn)出流過旋渦(wo)發生體的流(liú)體平均速度(du)v,再由式q=A可以(yi)求出流量q,其(qí)中A爲流體🔴流(liú)過旋渦發生(sheng)體的截面積(jī)。
　　當旋渦在滞(zhì)流元件兩側(ce)産生時,利用(yòng)壓電傳感器(qì)測✨出與流🌂體(ti)流向垂直的(de)交變升力變(bian)化,将升力的(de)變化🏃🏻轉換㊙️爲(wei)電的頻率信(xìn)号,再将頻率(lü)信号進行放(fàng)大和整形，輸(shū)出到二次儀(yi)表,進.行累積(ji)、顯示團。

2.3分析(xi)故障産生的(de)原因
　　由于檢(jiǎn)測元件一壓(ya)電傳感器安(ān)裝在滞流元(yuán)件中,當💚水垢(gou)結在滞流元(yuán)件上會造成(cheng)以下後果:
1)造(zào)成滞流元件(jian)的寬度d增大(dà),由公式(3)可知(zhī)，檢測元件接(jiē)收到渦旋列(liè)産生的頻率(lǜ)減小,輸出電(diàn)壓信号減小(xiao)，因此測量指(zhǐ)示值比真實(shí)值偏低。
2)使檢(jian)測元件接收(shou)到渦旋列産(chǎn)生的頻率信(xin)号減弱,影響(xiang)了♉測量信号(hào)的穩定性和(hé)連續性,因此(cǐ)出現了測量(liang)💞值不穩定的(de)現象。
3)随着水(shui)垢厚度的不(bu)斷增加，當達(da)到一定程度(dù)後,使檢測🌍元(yuán)件接受不到(dào)渦旋列産生(sheng)的頻率信号(hào),導緻測量值(zhí)爲零。
3探讨和(hé)選型
　　在采用(yòng)靶式和渦街(jiē)式流量計測(cè)量硬水流量(liang)的過程中,出(chū)現測🌐量不正(zhèng)确的現象,從(cóng)以上分析故(gù)障原因可知(zhi),是💃🏻由水⛷️質結(jie)垢引起的,所(suǒ)以要提高在(zài)測量過程中(zhong)⚽的穩定性和(hé)正确率,有以(yǐ)下兩種選擇(ze):
1)更換流量計(jì)的類型,選擇(zé)适合測量硬(ying)水流量的流(liu)量計;
2)更換被(bèi)測介質,電脫(tuō)鹽注水由硬(yìng)水改爲純淨(jìng)水。
　　因節能減(jiǎn)排和生産實(shí)際,隻能考慮(lǜ)流量計的選(xuǎn)型🔞,什麽樣的(de)流量計在測(ce)量硬水流量(liang)時,不受結垢(gou)的影響或受(shou)其的影響較(jiao)小呢?要從以(yǐ)下3方面分析(xī):
1)硬水在流量(liàng)計中不結垢(gòu);
2)硬水與測量(liàng)元件之間隔(ge)離;
3)硬水結垢(gòu)對流量計在(zai)測量的過程(chéng)中影響較小(xiǎo)。
　　根據各種類(lèi)型流量計的(de)結構、測量方(fang)式和特點,符(fú)📱合條件⭐1)和2)件(jian)的有:差壓孔(kǒng)闆流量計、超(chao)聲波流量計(jì)和電🏃磁流💃🏻量(liàng)計。如果采用(yòng)差壓孔闆流(liú)量計,差壓變(bian)送器的測壓(yā)室與被介質(zhì)被引壓管内(nei)的引壓液隔(ge)離9,符合條件(jiàn)2)。但是孔👅闆的(de)表面要求光(guang)潔💜度極高,當(dāng)💞水垢結在孔(kong)闆上,将影響(xiang)到孔闆兩側(cè)的壓差,造成(cheng)🧡測量不準确(que);另外,距地面(miàn).50em,不利于鋪設(shè)引壓管。所以(yi),采用差壓孔(kǒng)闆流量計測(ce)量硬水流量(liang)的效果不佳(jia)⚽。因超聲波流(liu)量計和電磁(cí)流量計.的價(jià)格昂貴,投資(zi)費用高,不易(yì)采用。從條🌂件(jiàn)3)考慮,采用了(le)國内近階段(duàn)♍出現測量流(liu)量的一個新(xin)品種一-彎管(guan)式流量計。
4彎(wān)管式流量計(ji)
4.1測量原理和(hé)結構
　　彎管式(shi)流量計與傳(chuán)統的孔闆流(liu)量計一樣同(tong)屬于差壓式(shi)流量計的範(fàn)疇,隻是它們(men)産生差壓的(de)方式不同,孔(kong)闆是利⭐用流(liú)體的縮放原(yuán)理産生的差(cha)壓,而彎管傳(chuan)感器是利用(yòng)流☀️體的慣性(xing)原理産生的(de)差壓。當流體(ti)通過彎管時(shi),受到彎管的(de)約束,流體被(bèi)迫作類似的(de)圓周運動。當(dāng)流體在作圓(yuan)周運動時,産(chǎn)生的🚶‍♀️離心力(li)F作用☎️在彎管(guǎn)的内外兩側(cè),使彎管傳感(gǎn)器内外兩側(ce)之間産生一(yī)個壓力差,此(cǐ)壓力差(也就(jiù)是壓差值)的(de)大小與流體(tǐ)的密度有關(guan),與流體的平(píng)均流🛀🏻速有關(guan),與流體作圓(yuan)周運動的🔆曲(qǔ)率半徑有關(guān)。它們之間遵(zūn)循作圓周📧運(yùn)動物體都必(bi)須遵循的牛(niu)頓運🤞動定律(lǜ)網:

　　其中:F爲流(liú)體對彎管的(de)離心力;?爲流(liú)體在彎管中(zhōng)的平❗均流速(su);R爲彎管中心(xin)曲率半徑
　　通(tōng)過對上述公(gong)式進行整合(he)、積分處理之(zhī)後,可得公♌式(shì):

　　其中:?爲介質(zhi)中彎管傳感(gǎn)器中的平均(jun1)流速;R/d爲彎管(guan)📱傳🥵感器🌈的彎(wān)徑比;ΔP爲流體(ti)通過彎管傳(chuán)感器的差壓(yā)值;ρ爲介質的(de)密✉️度。
　　這個公(gong)式描述了介(jiè)質在彎管傳(chuan)感器中流動(dong)時,介質對彎(wan)♋管施加的離(lí)心力與介質(zhì)的密度,介質(zhì)的平均流速(sù)以及彎🈲管的(de)❤️彎徑比之間(jian)的關系。另外(wài),隻要介質在(zài)🤞彎管傳😘感器(qi)中流動的最(zui)小雷諾數達(dá)到一個極低(dī)值以上，彎管(guan)📐流量計的🔞流(liú)量系數ax就是(shi)一個定值。用(yong)引壓管把彎(wan)管内🈲外兩側(cè)的壓差△P引出(chu),傳遞給 差壓(ya)變送器 ,如圖(tú)3所示問,再通(tōng)過公式(5),即可(kě)得到流經彎(wān)管内的流體(ti)🚶‍♀️速度?。

4.2分析運(yùn)行效果良好(hao)的原因
1)測壓(yā)室與被測介(jie)質被引壓管(guan)内的介質隔(ge)離,使測壓🏃室(shi)内❗不易結垢(gòu);
2)引壓管内的(de)介質水相對(dui)穩定,并與管(guǎn)道内的被測(cè)介質進🈲行鈣(gài)離子交換的(de)速度慢,并且(qiě)交換量極小(xiao),所以在引壓(ya)管和測壓室(shì)内結垢的速(su)度極小，不會(hui)影響引壓和(hé)測壓效果;
3)引(yǐn)壓管在測壓(yā)室與取壓口(kou)之間有一段(duàn)距離,易于🚶散(sàn)熱,降低了引(yin)壓管内鈣離(li)子的熱運動(dong)和結垢的速(sù)度。
5結束語
　　在(zai)采用彎管式(shì)流量計測量(liàng)電脫鹽注水(shui)的過程中,表(biǎo)現出✔️運行穩(wěn)定,測量正确(què),反映靈敏的(de)效果。的維修(xiu)次❗數由過去(qù)每周❌的二三(sān)次,變爲每年(nian)維修一次,主(zhu)要是清理取(qǔ)壓彎管和測(cè)壓室内的水(shui)垢，并且投用(yòng)後偏移量小(xiǎo),運行正常。

　　　　因(yīn)此在選用流(liu)量計時,要考(kao)慮的因素很(hěn)多:精度、可💯靠(kào)性、費用、流體(tǐ)特性及其它(ta)因素。要嚴格(gé)分析流量計(jì)的🌍工作😘性能(neng),被測🌐流體的(de)物理和化學(xue)特性,結合現(xiàn)場環境因素(sù)❤️、安裝條件和(he)設備的性價(jia)比等情況🏃🏻,選(xuǎn)擇合适💛的流(liu)量計,避免因(yin)選型不當産(chǎn)👄生不穩定💁的(de)安全生産因(yīn)素和造成不(bu)必要的經濟(ji)損失。

以上内(nei)容源于網絡(luò)，如有侵權聯(lián)系即删除!